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《中国科学技术大学》 2008年
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无线局域网中竞争窗口控制的研究

张纯鹏  
【摘要】: 无线局域网凭借其移动性强、灵活性好、易于扩展、成本低廉等特点,近年来得到了迅速的发展并被广泛地应用,被看作是未来个人通信系统的重要组成部分。IEEE 802.11系列标准是无线局域网中应用最为广泛的技术标准。 IEEE 802.11系列标准在MAC层采用CSMA/CA机制,通过二进制指数退避算法控制竞争窗口的大小,以此安排无线局域网中每个节点接入无线信道的顺序。但是,这种竞争窗口控制方法使得IEEE 802.11系列无线局域网的实际吞吐量远远低于其物理层速率所能达到的吞吐量,而且使得无线局域网的公平性较差,这些在网络中的竞争节点数量较多时尤为明显,而且,随着IEEE 802.11系列标准增加了对服务质量以及多速率等的支持,竞争窗口对这些方面的影响也值得关注。本文对于IEEE 802.11系列无线局域网中的竞争窗口控制问题进行了研究,主要研究成果如下:1)IEEE 802.11系列无线局域网中的竞争窗口参数调整问题:针对目前在IEEE 802.11系列无线局域网中,大多数竞争窗口的控制方法较为复杂,从而难以在实际中实现的问题,分析了使用指数退避算法时,竞争窗口的参数(包括竞争窗口最小值和最大值)对无线局域网的饱和吞吐量的影响,提出了易于实现的竞争窗口参数调整算法CWPA。CWPA只需要通过对二进制指数退避算法中的竞争窗口的最小值和最大值做简单调整,就能够使网络获得更好的性能。模拟实验表明,与原有的IEEE 802.11的MAC层机制相比较,CWPA在吞吐量和公平性方面,都能够获得更好的结果。 2)IEEE 802.11e无线局域网中竞争窗口对确定比例的服务质量的影响:针对目前IEEE 802.11e标准中的二进制指数退避算法无法对确定比例的服务质量提供很好的支持的问题,设计了新的分布式的竞争窗口控制算法。新的竞争窗口控制算法通过侦听信道中的连续空闲时隙数估计信道的忙碌程度,根据已知的吞吐量比率对竞争窗口进行控制,以使信道中的连续空闲时隙数接近理论上的近似最优值,从而在最大化网络吞吐量的同时,实现确定比例的服务质量。模拟实验表明,我们的分布式竞争窗口控制算法可以对确定比例的服务质量提供很好的支持。 3)IEEE 802.11系列多速率无线局域网中竞争窗口对网络性能的影响:在多速率无线局域网中,帧冲突是影响速率调整算法提高网络性能的重要原因之一。针对目前的速率调整算法无法减少网络中的帧冲突的问题,研究了IEEE 802.11系列多速率无线局域网中竞争窗口对饱和吞吐量的影响,指出了以往的速率调整算法无法减少网络中的帧冲突的原因,提出了在多速率无线局域网中使用竞争窗口控制算法来减少帧冲突,从而改进网络性能的方法。模拟实验表明,在多速率无线局域网中,竞争窗口控制算法的引入,可以在已有的速率调整算法的基础上,使网络性能大大提高,获得更好的吞吐量和公平性。
【学位授予单位】:中国科学技术大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TP393.17

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 于皓;程良伦;;WMSN中一种基于优先级的慢启动退避算法[J];计算机工程;2012年12期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 彭春华;信道估计及DCF算法在旅客列车无线Internet接入中的应用研究[D];中南大学;2010年
2 姚信威;无线多媒体网络区分服务建模及其传输性能研究[D];浙江工业大学;2013年
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1 裴菁华;基于跨层设计的无线网络中MAC协议分析[D];湖北工业大学;2012年
2 于皓;面向WMSN的多等级优先机制拥塞控制算法[D];广东工业大学;2013年
3 卫海燕;车联网MAC层安全信息多信道传输研究[D];安徽大学;2013年
【参考文献】
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1 康凯;IEEE 802.11系列无线局域网MAC层的研究[D];清华大学;2007年
【共引文献】
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7 王泉,齐春,罗新民;PSR_n模型下M序列的构造及其AVR单片机优化实现[J];重庆邮电学院学报(自然科学版);2004年06期
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10 李卫民,李伟征,涂秀梅;接入点内部协议及其在接入点上的实现研究[J];电力系统通信;2005年04期
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8 何敏;移动Ad Hoc网络MAC协议研究[D];电子科技大学;2006年
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10 税国军;基于802.11的无线Mesh网络MAC层和网络层协议研究[D];北京邮电大学;2008年
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9 濮辉;支持SIP协议的异构网互联网关的研究与实现[D];广东工业大学;2011年
10 崔小冬;基于WiFi的无线校园网建设研究[D];南京理工大学;2010年
【同被引文献】
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3 陈兵;王寿国;钱红燕;;WLAN环境下移动点切换时机选择算法[J];电子科技大学学报;2009年02期
4 王辉,李津生,洪佩林;一种IEEE802.11中慢启动递减的竞争窗口控制算法[J];电路与系统学报;2005年01期
5 汤晓黎;陈晓光;;一种适用于终端移动的OFDM无线局域网的信道估计方法[J];电路与系统学报;2006年01期
6 张玲;张贤达;;MIMO-OFDM系统的盲信道估计算法综述[J];电子学报;2007年S1期
7 杨卫东;马建峰;裴庆祺;;有限负载下802.11 DCF的性能分析及优化[J];电子学报;2008年05期
8 朱颖;武穆清;;基于802.11e的无线多跳自适应合作式QoS算法[J];电子学报;2010年10期
9 李云;陈前斌;隆克平;吴诗其;;通过自适应调整最小竞争窗口最大化IEEE 802.11 DCF的饱和吞吐量[J];电子与信息学报;2006年10期
10 康凯;胡海波;林孝康;;一种新的用于IEEE 802.11e EDCA中提供QoS的方法[J];电子与信息学报;2007年12期
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2 谢海波;无线分组网络中MAC层协议的分析与设计[D];北京邮电大学;2006年
3 李琰;无线宽带网络动态调度与跨层优化研究[D];华中科技大学;2008年
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5 由磊;无线多跳网络跨层设计与优化的相关理论和算法研究[D];北京邮电大学;2009年
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1 柳瑞芸;无线局域网MAC层协议研究及QoS性能分析[D];浙江工业大学;2003年
2 刘凤玉;无线多媒体传感器网络跨层模型及QoS路由研究[D];湖南大学;2009年
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前8条
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2 陈国锋;邓智明;;第四代移动通信技术[J];中国新通信;2007年01期
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4 李凌云;钟丽;姜丽丽;姜余振;;无线局域网MAC层QoS研究[J];微电子学与计算机;2006年10期
5 郑娟毅;石明卫;;802·11无线局域网技术及其发展[J];西安邮电学院学报;2006年03期
6 周晓波;卢汉成;李津生;洪佩琳;;一种基于浮动优先级的IEEE 802.11e MAC层机制[J];小型微型计算机系统;2007年01期
7 王勇;蒋锋;张平;;基于TDD的B3G/4G技术研究开发与进展[J];移动通信;2006年10期
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2 谢加书;华中科技大学基于导师负责制下研究生思想政治工作研究[D];华中科技大学;2004年
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